Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pendahuluan
Dalam merencanakan sebuah struktur, hal pertama yang perlu
diperhatikan adalah mengenai pemilihan sifat bahan yang akan digunakan.
Ada bermacam-macam bahan yang dapat digunakan seperti bahan baja, beton
dan kayu. Bahan-bahan tersebut memiliki karakteristik yang berbeda dengan
berbagai keuntungan dan kerugian. Baja sebagai salah satu bahan yang
memiliki kekuatan per unit berat yang tinggi, keseragaman, elastis, permanen,
bersifat daktail, mudah dipasang (baik dengan paku, baut, maupun las),
kemudahan untuk pabrikasi dengan berbagai bentuk profil dan ukuran dapat
digunakan kembali apabila struktur dibongkar. Sedangkan kekurangan yang
dimiliki baja adalah membutuhkan biaya perawatan yang relatif besar akibat
sifatnya yang tidak tahan terhadap korosi, kurang tahan terhadap api atau
panas yang tinggi, mudah mengalami tekuk (bucking) terutama terhadap gaya
aksial tekan dan dapat mengalami kelelahan (fartigue) bila mengalami
tegangan yang bervariasi atau berganti-ganti (Stress revesals).
Material beton terdiri dari campuran bahan-bahan agregat halus dan
kasar yaitu pasir, batu pecah atau bahan semacam lainnya, dan dengan
menambahkan cukup semen dan air sebagai bahan pembantu, agar membantu
reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung.
Nilai kuat tekan beton relatif tinggi dibanding dengan kuat tariknya, dan
beton merupakan bahan yang bersifat getas. Pada komponen struktural
bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang ruangan baja sebagai
bahan yang bekerja sama dan bisa membantu kelemahannya, terutama
terhadap gaya tarik. Komponen struktur beton ini disebut beton bertulang.
2.2. LRFD (Load Resistance Factor Design)
7
LRFD (Load Resistance Factor Design) adalah suatu metode
perencanaan yang sekarang ini digunakan dalam peraturan konstruksi baja
Amerika yang bernama AISC – LRFD. Di Indonesia peraturan perencanaan
memiliki standar sesuai dengan SNI, dalam peraturan lama menggunakan
metode ASD, sedangkan sekarang sudah diperbarui agar mengacu pada
AISC – LRFD. Metode LRFD lebih mementingkan perilaku bahan atau
penampang pada saat terjadinya keruntuhan. Seperti yang kita tahu bahwa
suatu bahan (khususnya baja) tidak akan segera runtuh ketika tegangan
terjadi melebihi tegangan leleh (fy), namun akan terjadi regangan plastis
pada bahan tersebut. Apabila regangan terjadi sudah sangat besar maka akan
terjadi strain hardening yang mengakibatkan terjadinya peningkatan
tegangan sampai ke tegangan runtuh (fu) yang lebih sering disebut tegangan
ultimate. Dan ketika tegangan ultimate terlampaui maka bahan akan
mengalami keruntuhan.
Metode LRFD pada umumnya menggunakan perhitungan dengan
menggunakan tegangan ultimate (fu) menjadi tegangan izin (fy), namun tidak
semua perhitungan menggunakan fu, ada juga yang masih menggunakan fy,
terutama pada perhitungan kekuatan di mana deformasi yang besar akan
mengakibatkan ketidakstabilan konstruksi.
Metode LRFD menggunakan beban terfaktor sebagai beban
maksimum pada saat terjadi keruntuhan. Beban layan akan dikalikan dengan
faktor amplikasi yang tentunya lebih besar dari 1 dan selanjutnya akan
menjadi beban terfaktor. Selain itu kekuatan nominal (kekuatan yang dapat
menahan beban) akan diberikan faktor resistensi juga sebagai faktor reduksi
akibat dari ketidaksempurnaannya pelaksanaan di lapangan maupun pabrik.
ƒu ≤ ø ƒn ............................................................. Persamaan 2.1.
Dimana :
ƒu = tegangan yang dibutuhkan (MPa)
8
ø = Faktor resistensi / tahanan
ƒn = Kekuatan Nominal bahan (MPa)
Besaran faktor resistansi berbeda-beda untuk setiap perhitungan
kekuatan yang ditinjau, misalnya untuk kekuatan tarik digunakan faktor 0.9
dan untuk kekuatan geser digunakan 0.75 dan lain sebagainya. Dalam
menentukan besarnya faktor resistensi digunakan cara statistik, baik dari hasil
percobaan laboratorium atau kejadian di lapangan. Dapat dilihat bahwa untuk
penampang yang sama hasil kekuatan nominal yang didapatkan dengan
metode LRFD akan lebih tinggi daripada yang dihasilkan dengan metode
ASD.
2.3. Struktur Komposit
Dalam sejarah konstruksi, struktur komposit selalu digunakan. Lalu
pada tahun 1910 sampai 1938 didesain dan dikembangkan oleh insinyur –
insinyur bidang spesialis gedung dan jembatan. Struktur komposit, sebuah
sistem “konservatif” yang dibandingkan dengan beton biasa dan beton pra-
tekan, telah di inovasikan di Jepang pada saat negeri itu sedang berkembang
(Sassa, 2007). Metode untuk desain struktur komposit berkembang terus
sesuai perkembangan analisa terhadap perencanaan struktur. Pada awalnya,
perencanaan komposit menggunakan metode Allowable Stress Design
(ASD). Kemudian pada tahun 1986, di Amerika, perencanaan komposit
berkembang dengan menggunakan metode LRFD (Load Resistance Factor
Design) (Khatulistiani, 2003).
Aksi komposit timbul bila dua batang struktural pemikul beban seperti
konstruksi lantai beton dan balok baja penyangga disambung secara integral
dan melendut secara satu kesatuan. Besarnya aksi komposit yang timbul
bergantung pada penataan yang dibuat untuk menjamin regangan linear
tunggal dari atas pelat beton sampai muka bawah penampang baja (Salmon
& Johnson, 1991).
9
Struktur komposit antara beton dan balok baja merupakan struktur
yang memanfaatkan kelebihan dari beton dan baja yang bekerja bersama-
sama sebagai satu kesatuan. Kelebihan tersebut adalah beton kuat terhadap
tekan dan baja kuat terhadap tarik. Balok baja yang menumpu konstruksi pelat
beton yang di cor di tempat, sebelumnya didesain berdasarkan asumsi bahwa
pelat beton dan baja dalam menahan beban bekerja secara terpisah. Pengaruh
komposit dari pelat beton dan baja yang bekerja bersama-sama tidak
diperhitungkan. Pengabaian ini berdasarkan asumsi bahwa ikatan antara pelat
beton dengan bagian atas balok baja tidak dapat diandalkan. Namun dengan
kemajuan penggunaan las, penggunaan penyambung geser mekanis menjadi
praktis untuk menahan gaya geser horizontal. (Widiarsa & Seskarta, 2007)
Umumnya struktur komposit berupa :
1. Kolom baja terbungkus beton/balok baja terbungkus beton (Gambar
2.1.a/d).
2. Kolom baja berisi beton/tiang pancang (Gambar 2.1.b/c).
3. Balok baja yang menahan slab beton (Gambar 2.1.e).
(a) (b) (c)
(d) (e)
Macam-Macam Struktur Komposit
Momen inersia yang dimiliki komponen struktur komposit lebih besar
daripada komponen struktur non komposit, mengakibatkan lendutan pada
komponen struktur komposit akan lebih kecil. Momen inersia dari komponen
10
struktur komposit hanya dapat tercapai setelah beton mengeras, sehingga
lendutan yang diakibatkan oleh beban-beban yang bekerja sebelum beton
mengeras, dihitung berdasarkan momen inersia dari profil baja saja. Yang
diatur dalam SNI-03-1729-2002 pasal 6.4.3
2.4. Balok Komposit
Balok merupakan elemen struktur yang dapat dijumpai pada setiap
struktur. Balok memikul beban yang bekerja tegak lurus dengan sumbu
longitudinalnya. Hal ini akan menyebabkan balok melentur. Balok
komposit dapat dibentuk dari profil baja yang diberi penghubung geser
(Shear Connector) pada sayap atas profil baja atau dapat pula dari profil
baja yang dibungkus dengan beton.
Perbandingan antara balok komposit dan non komposit
(Salmon, 1992 :578)
Aksi balok komposit terbentuk dengan adanya transfer geser antara
pelat beton dan balok baja dapat terjadi melalui:
a. Mekanisme interlocking (menahan) antar penghubung geser mekanis
dan pelat beton
b. Mekanisme lekatan dan friksi di sepanjang permukaan atas profil baja
yang terkekang di dalam beton dan mekanisme tahanan pada bidang
antara beton dan selubung beton sekitar profil baja.
2.4.1 Lebar Efektif Balok Komposit
11
Lebar efektif berguna saat melakukan desain balok komposit, hal ini
dikarenakan pada dasarnya bahan konstruksi komposit (baja dan beton)
mempunyai karakteristik yang berbeda. Dalam hal ini nanti lebar efektif akan
berguna untuk mentransformasi pelat beton ke penampang baja sehingga
perhitungan titik berat penampang bisa dilakukan lebar efektif komponen
komposit adalah sebagai berikut:
• Untuk balok dalam:
Lebar efektif (bE) ≤ 𝐿
4 + jarak pusat balok ke tepi pelat
Leber efektif (bE) ≤ 𝑏𝑜
2 + jarak pusat balok ke tepi pelat
• Untuk balok luar:
Lebar efektif (bE) ≤ 𝐿
8
Lebar efektif (bE) ≤ bo
Dimana :
L = bentang balok komposit
bo = jarak as ke as antara balok komposit
boB.luar B.dalam
L
bE bE
Lebar Efektif Balok Komposit
2.4.2 Tegangan Pada Balok Komposit
12
Dalam menentukan tegangan yang terjadi pada suatu komponen
komposit, terlebih dahulu harus diketahui titik berat komponen tersebut.
Karena terdapat perbedaan pada baja dan beton, maka beton harus
ditransformasikan ke penampang baja yang di jelaskan pada sub bab
sebelumnya. Cara mentransformasikannya adalah sebagai berikut :
Luas transformasi = n
AC
Dimana :
Ac = luas pelat beton efektif = bE x tebal plat
n = rasio modulus = C
S
EE
ES = modulus elastisitas baja (200000 MPa)
EC = modulus elastisitas beton = Cf '4700 (MPa)
f’C = kuat tekan rencana pada usia 28 hari (MPa)
AC
bE
AC/n
f sb
f st
f c
yb
yty
ec
ey
Diagram tegangan dan regangan pada balok komposit dengan
luas
Setelah didapatkan luas transformasi kita dapat mencari nilai titik
berat dan momen inersia yang ada, sehingga besarnya tegangan yang terjadi
bisa diketahui. Besarnya suatu tegangan pada penampang adalah sebagai
berikut :
IyM
f tst
=
IyM
f bsb
=
13
InyMfC
=
Dimana :
M = momen yang terjadi
I = momen inersia penampang
yb = jarak titik berat penampang dengan tepi bawah penampang baja
yt = jarak titik berat penampang dengan tepi atas penampang baja
y = jarak titik berat penampang dengan tepi atas penampang beton
2.4.3 Kuat Lentur Pada Balok Komposit
Dalam merencanakan struktur komposit, sebelum beton mengeras
struktur baja harus kuat dalam menahan beban dari berat sendiri dan beban
hidup konstruksi yaitu sebesar 100 kg/m2. Besar momen nominal struktur
baja tergantung dari nilai kekompakan penampang baja yang digunakan.
Tabel 2.1. Nilai Batasan Kelangsingan Untuk Penampang WF
Elemen λ λp λr
Flens f
f
tb.2
yf
170
ry ff −370
Web wth
yf1680
yf
2550
2.4.3.1 Penampang Kompak
Mn = Mp
Mp = Z. ƒy
Dimana :
Mp = momen plastis (N.mm)
ƒy = tegangan leleh baja (MPa)
Zx = ( ) 2).(.41. fwff tdttdtb −+− (untuk profil WF, mm3)
14
Zy = )2.(.41.
21 22
fwf tdttb −+ (untuk profil WF, mm3)
b = lebar sayap (mm)
d = tinggi penampang (mm)
tf = tebal sayap (mm)
tw = tebal badan (mm)
2.4.3.2 Penampang Tak kompak
Mn = ( )Pr
PrPP MMM
−−
−−
Mr = (ƒy – ƒr) × S
Dengan :
Mr = momen batas tekuk (N.mm)
ƒr = tegangan sisa (MPa)
ƒr = 70 MPa untuk penampang gilas panas
ƒr = 115 MPa untuk penampang yang dilas
2.4.3.3 Penampang Langsing
Mn = 2
rrM
2.4.3.4 Kuat Lentur Balok Komposit Untuk Daerah Momen Positif
Untuk kuat lentur balok komposit pada daerah momen positif
diatur dalam SNI-03-1729-2002 pasal 12.4.2.1 adalah sebagai berikut:
a. Untuk yfW ft
h 1680
Dengan b = 0,85 dan Mn dihitung berdasarkan distribusi
tegangan plastis pada penampang komposit
15
b. Untuk yfW ft
h 1680
Dengan = 0,90 dan Mn ditentukan berdasarkan superposisi
tegangan-tegangan elastis yang memperhitungkan pengaruh
tumpuan sementara (perancah)
Untuk kuat lentur suatu balok komposit yang dihitung berdasarkan
distribusi tegangan plastis, dapat digolongkan menjadi 2 yaitu:
1. Sumbu netral plastis jatuh pada daerah plat beton
bE
d/2titik berat
ts
d
a
0,85.f 'c
d1
C
T
Diagram tegangan dengan sumbu plastis jatuh pada pelat
beton
Dengan mengacu pada gambar di atas ini, maka besar gaya
tekan C adalah :
abfC Ec = '85,0
Besar gaya tarik T pada profil baja adalah :
yS fAT =
Dengan keseimbangan gaya C = T, dapat diperoleh :
Ec
yS
bffA
a
=
'85,0
Kuat lentur dari balok komposit dapat dihitung dengan
mengacu gambar di atas adalah :
16
11 dTMnatau dCMn ==
=
+−22
'850 atdaf, sC
Atau :
1dTMn =
=
+−22atdAf sSy
2. Sumbu netral plastis jatuh pada profil baja
bE
d/2titik berat
ts
d
0,85.f 'c
d'
Cc
T
ts
Cs d''
fy fy
Diagram Tegangan Dengan Sumbu Plastis Jatuh Pada Profil
Baja
Hal ini terjadi jika besarnya nilai “α” melebihi tebal pelat
lantai. Dari gambar di atas, gaya tekan Cc pada beton adalah :
sEcc tbfC = '85,0
Dari keseimbangan gaya, diperoleh persamaan
sc CCT +=
Dengan besar gaya tarik T lebih kecil dari awal ( sy Af ),
hal ini dikarenakan luas penampang yang awalnya menjadi tarik
berubah menjadi tekan.
ssy CAfT −=
ssysc CAfCC −=+
17
csys CAfC −=2
2'85,0 sEcsy
s
tbfAfC
−=
Sehingga kuat lentur balok komposit adalah :
Mn = Cc . d’+ Cs . d
2.4.3.5 Kuat Lentur Balok Komposit Untuk Daerah Momen Negatif
Pada SNI-03-1729-2002 pasal 12.4.2.3 kuat lentur rencana untuk
daerah momen negatif , dengan = 0,85 dan Mn besarnya ditentukan
berdasarkan distribusi tegangan plastis pada penampang komposit, selama
hal – hal berikut terpenuhi:
• Balok baja mempunyai penampang yang kompak yang diberi
pengaku yang memadai
• Pelat beton dan balok baja di daerah momen negatif harus di satukan
dengan penghubung geser
• Tulangan pelat yang sejajar dengan balok baja di sepanjang daerah
lebar efektif pelat beton harus diangker dengan baik.
2.5. Dek Baja Gelombang (Deck Galvalum)
Perkembangan struktur komposit dimulai dengan digunakannya dek
baja gelombang, yang selain berfungsi sebagai bekisting saat pelat beton
dicetak, juga berfungsi sebagai tulangan positif bagi pelat beton.
Penggunaan dek baja dapat juga ditinjau sebagai dukungan dalam arah
lateral dari balok sebelum beton mulai mengeras. Persyaratan dek baja
gelombang dan penghubung gesernya untuk digunakan dalam komponen
struktur komposit diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 12.4.5.1.
18
Penampang Melintang Dek Baja Gelombang (SNI 03-1729-
2002)
Aksi komposit antara dek baja gelombang dengan pelat beton dapat
terbentuk melalui :
• Lekatan kimiawi dan friksi antara dua material
• Kekuatan pasif dari profil dek yang beraksi seperti pra-tekan
• Interface, interlock dari embossment (tonjolan) pada permukaan
dek
Keuntungan penggunaan pelat komposit dek baja gelombang adalah
sebagai berikut :
1. Sangat efektif untuk mengurangi ketebalan pelat lantai, karena
desain menggunakan dek baja pada dasarnya sama dengan
menggunakan slab yang tebal
2. Dek baja memberikan kekuatan lentur yang tinggi pada pelat,
sehingga dapat dimanfaatkan sebagai tulangan tarik lentur positif
pada sistem pelat baja komposit
3. Berfungsi sebagai bekisting permanen untuk pelat beton bertulang
konvensional
2.5.1 Momen Kapasitas Lentur Positif
19
Perencanaan kapasitas lentur positif dapat mengacu pada diagram
sebagai berikut:
a
d
0,85 fc'
T
C
(d-a/2)
Diagram tegangan pada pelat komposit
Dimana :
C = 0,85 ƒc' . a .b
T = As . ƒy
Didapat keseimbangan gaya horizontal , jika C = T maka diperoleh :
a = bf
fA
c
ys
.'85,0.
Maka besarnya nilai momen kapasitas lentur dek baja Mn.
Mn = T.d'
Mn =
−2
.. adfA ys
Keterangan :
Mn = momen nominal lentur dek baja (N.mm)
As = luasan dek baja (mm2)
a = garis netral penampang (mm)
b = pias persatuan lebar dek baja (mm)
2.5.2 Desain Tulangan Negatif
Dalam perhitungan tulangan negatif menggunakan persamaan
(Istimawan Dipohusodo, 1994) :
Dren = tebal pelat (h) = tebal selimut beton minimum – ½ Øtul. rencana.
Menentukan nilai (k) yang diperlukan :
20
k = 80,0.. 2 =
dbMu (Mpa)
ω = '
7,172,085,0fcK
−−
ρ = fyfc'.
Dalam menentukan rasio tulangan (ρ) harus dibatasi dengan rasio
tulangan minimum dan rasio tulangan maksimum (ρmin < ρ < ρmaks).
ρmin = yf4,1
ρmaks = 0,75.ρb
ρb = .600
600...85,0'
1
+ yy
c
fff
Menentukan luasan tulangan :
As = ρ.b.d
Apabila nilai ρ < ρmin maka yang dipakai dalam menentukan luas
tulangan adalah ρmin
2.6. Pembebanan (Beban Gravitasi dan Beban Lateral)
Menjelaskan tentang pembebanan yang nantinya akan dilakukan,
dengan memperhitungkan beban-beban yang bekerja seperti; beban mati,
beban hidup, dan beban gempa. Yang mana pembebanan di bagi menjadi dua,
yaitu beban gravitasi dan beban lateral, maka perhitungan beban sebagai
berikut :
1. Beban Gravitasi :
Menggunakan kombinasi beban ultimit, menggunakan
kombinasi pembebanan 1,2 D + 1,6 L. Sedangkan Beban yang di
perhitungkan (beban mati dan beban hidup) akan bekerja pada
struktur bangunan tersebut. Beban tersebut bekerja pada pelat (atap
21
dan lantai), lalu ke balok anak dan balok induk (secara pra dan post
komposit).
2. Beban lateral :
Menggunakan analisis ragam spektrum respons. Beban yang
di perhitungkan akan bekerja terhadap gempa pada struktur
bangunan:
a. Perencanaan Gempa
i. Perhitungan berat bangunan tiap lantai
Menghitung berat yang akan membebani pada lantai
(balok, kolom, plat, bresing, dinding, pintu, dan lain
sebagainya) sampai dengan atap (gording, kuda-kuda,
dan lain sebagainya).
ii. Menghitung parameter gempa sesuai SNI
Dari perhitungan parameter gempa sampai dengan
distribusi gaya gempa, sehingga muncul beban yang
harus diberikan pada tiap portal, dan bresing.
iii. Melakukan analisis ragam spektrum respons
Menghitung respons maksimum di masing-masing
ragam getar, sehingga bisa dibandingkan dengan gaya
geser dasar.
Beban terfaktor adalah beban yang telah dikalikan dengan faktor
beban yang sesuai. (SNI 03-2847-2002). Beban terfaktor untuk metode
ultimit (SNI 1726:2012) :
1. 1,4D ........................................................................ Persamaan 2.2.
2. 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau S atau R) ....................... Persamaan 2.3.
3. 1,2D + 1,6(Lr atau S atau R) + (L atau 0,5W) ....... Persamaan 2.4.
22
Δ
4. 1,2D + 1,6W + L + 0,5(Lr atau S atau R) ............... Persamaan 2.5.
5. 1,2D + 1,0E + L + 0,2S .......................................... Persamaan 2.6.
6. 0,9D + 1,0 W .......................................................... Persamaan 2.7.
7. 0,9D + 1,0E ............................................................ Persamaan 2.8.
Dimana:
D = beban mati
L = beban hidup
E = beban gempa
Lr = beban hidup atap
R = beban hujan
S = beban salju
W = beban angin
2.7. Defleksi Lateral
Besarnya simpangan horizontal (drift) harus dipertimbangkan sesuai
dengan peraturan yang berlaku, yaitu untuk kinerja batas layan struktur dan
kinerja batas ultimit. Simpangan struktur dapat dinyatakan dalam bentuk
Drift Indeks (Cormac, 1981). Seperti yang digambarkan pada Gambar 2.3,
Δ merupakan defleksi lateral dari suatu struktur portal.
Defleksi Lateral
23
Drift Indeks dihitung dengan menggunakan Persamaan :
Drift Indeks = .................................... Persamaan 2.9.
Dimana :
Δ = besar defleksi maksimum yang terjadi (m)
h = ketinggian struktur portal (m)
Besarnya drift indeks bergantung pada besarnya beban-beban yang
terjadi pada struktur misalnya beban mati, beban hidup, beban angin, beban
gempa. Pada ketinggian gedung atau struktur yang sama, semakin besar
defleksi maksimum yang terjadi semakin besar pula drift indeks. Besarnya
drift indeks berkisar antara 0,0010-0,0016. Kebanyakan, besar nilai drift
indeks yang digunakan antara 0,0025-0,0020 (AISC, 2005).
2.8. Struktur Bresing Vertikal Konsentrik
Sistem bresing vertikal konsentris merupakan sistem bresing dimana
sumbu utamanya bertemu atau saling memotong dalam satu titik. Sistem
bresing vertikal konsentris ini bertujuan untuk menimbulkan gaya tarik
untuk melawan gaya desak akibat beban yang terjadi sehingga akan terjadi
tekuk.
Gaya tarik yang ditimbulkan pada sistem bresing vertikal konsentris
ini akan melawan gaya desak sehingga secara umum struktur akan
mengalami tekuk akibat desakan gaya lateral tersebut. Sistem ini
mempunyai 5 tipe bentuk bresing, yaitu bentuk “X”, “V”, inverted V “Λ”,
“K” dan “Z” atau diagonal (Brockenbrough dan Martin, 1994).
Δh
24
Tipe-tipe bentuk bresing ( keterangan gambar : a) bentuk X,
b) bentuk V, c) bentuk inverted V, d) bentuk K, e) bentuk Z )
Struktur yang menggunakan bresing vertikal konsentrik dibagi
menjadi 2 yaitu :
a. Sistem rangka bresing konsentrik khusus (SRBKK)
SRBKK diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis
yang cukup besar akibat gaya gempa rencana. SRBKK memiliki
tingkat daktilitas yang lebih tinggi dari pada tingkat daktilitas sistem
rangka bresing konsentrik biasa (SRBKB) mengingat penurunan
kekuatannya yang lebih kecil pada saat terjadinya tekuk pada
bresing tekan.
b. Sistem rangka bresing konsentrik biasa (SRBKB)
SRBKB diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis
secara terbatas (kuat menahan beban) apabila dibebani oleh gaya-
gaya yang berasal dari beban gempa rencana.
a) b) c)
d) e)
25
2.8.1 Sistem Bresing Inverted V
Pada sistem bresing inverted V seperti dalam gambar 2.11,
kedua batang diagonal akan sama-sama menahan beban horizontal.
Sedangkan beban gravitasi mengakibatkan gaya aksial pada bresing
inverted V. Ketika bresing ini menahan balok pada tengah bentang,
akan mengurangi bentang balok efektif dan kapasitas momen plastis
yang terjadi (ASCE, 1971).
Bresing Inverted V
Kerugian bresing inverted V :
a. Memiliki bentang yang lebih panjang bila dibandingkan dengan
bresing diagonal.
b. Bresing juga harus dapat menahan beban gravitasi.
Keuntungan bresing inverted V :
a. Kedua batang bresing akan sama-sama menahan beban
horizontal.
b. Secara arsitektural memungkinkan adanya pintu, jendela atau
bagian terbuka di tengah bentang.
c. Dapat mengurangi profil dimensi balok sehingga secara
ekonomi lebih menguntungkan.
26
2.9. Perencanaan Gempa
2.9.1 Kategori Risiko Struktur Bangunan
Kategori risiko bangunan sangat dipengaruhi dari jenis pemanfaatan
pada bangunan tersebut. Sehingga dalam menentukan kategori risiko harus
melihat pada tabel berikut :
Tabel 2.2. Kategori Risiko Bangunan Gedung Dan Non Gedung Untuk
Gempa
Jenis Pemanfaatan Kategori
Risiko
Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada
saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:
• Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan dan perikanan
• Fasilitas sementara
• Gedung penyimpanan
• Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
I
Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada
saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
• Bioskop
• gedung pertemuan
• stadion
• fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan UGD
• fasilitas penitipan anak
• penjara
• bangunan untuk orang jompo
II
Gedung dan non gedung tidak termasuk ke dalam kategori risiko IV, yang memiliki
potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan misal
terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari jika terjadi kegagalan, termasuk, tapi
tidak dibatasi untuk:
• Pusat pembangkit listrik biasa
• Fasilitas penanganan air
• Fasilitas penanganan limbah
• Pusat telekomunikasi
III
Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk,
tetapi tidak dibatasi untuk: IV
27
• Bangunan-bangunan monumental
• Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan
• Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah
dan UGD
• Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans dan kantor polisi serta garasi
kendaraan darurat
• Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai dan tempat
perlindungan darurat lainnya
• Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya
untuk tanggap darurat
• Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada
saat keadaan darurat
Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur
bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV
2.9.2 Faktor Keutamaan Gempa
Untuk mendapatkan faktor keutamaan gempa (Ie), kita bandingkan
dengan kategori risiko gempa.
Tabel 2.3. Faktor Keutamaan Gempa
Kategori Resiko Faktor Keutamaan Gempa, Ie
I atau II 1,00III 1,25IV 1,50
2.9.3 Parameter Percepatan Tanah (Ss, S1)
Berikut peta gempa untuk Ss (percepatan batuan dasar pada periode
pendek) dan S1 (percepatan batuan dasar pada periode 1 detik):
28
Ss Untuk kelas situs B
S1 Untuk kelas situs B
Dalam cara lain bisa di dapat dari analisa gempa menggunakan
website www.puskim.pu.go.id dengan lokasi gedung (koordinat lintang dan
bujur), yang menghasilkan penabelan analisa gempa lengkap.
2.9.4 Klasifikasi Situs (SA-SF)
Berdasarkan sifat-sifat tanah pada situs, maka situs harus
diklasifikasikan sebagai kelas situs SA, SB, SC, SD, SE, atau SF. Bila sifat-
29
sifat tanah tidak teridentifikasi secara jelas sehingga tidak bisa menentukan
kelas situsnya, maka kelas situs SSE dapat digunakan kecuali jika
pemerintah/dinas yang berwenang memiliki data geoteknik yang dapat
menentukan kelas situs SF.
2.9.5 Faktor Koefisien Situs (Fa, Fv)
Tabel 2.4. Koefisien Situs, Fa
SS ≤ 0,25 SS = 0,5 SS = 0,75 SS = 1,0 SS ≥ 1,25SA 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80SB 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00SC 1,20 1,20 1,10 1,00 1,00SD 1,60 1,40 1,20 1,10 1,00SE 2,50 1,70 1,20 0,90 0,90SF
Kelas situs
Parameter respon spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada periode pendek, T=0,2 detik, SS
SSb
Tabel 2.5. Koefisien Situs, Fv
SS ≤ 0,25 SS = 0,5 SS = 0,75 SS = 1,0 SS ≥ 1,25SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8SB 1 1 1 1 1SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4SF
Kelas situs
Parameter respon spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada periode pendek, T=1 detik, S1
SSb
2.9.6 Parameter Percepatan Desain (SDS, SD1)
Parameter percepatan spektral desain untuk periode pendek, SDS dan
pada periode 1 detik, SD1 harus ditentukan melalui perumusan berikut ini:
SDS = MSS.32 ................................................ Persamaan 2.10.
30
SD1 = 1.32
MS ........................................... Persamaan 2.11.
Dengan :
SMS = Fa. SS ................................................ Persamaan 2.12.
SM1 = Fv. S1 ................................................ Persamaan 2.13.
Dengan :
SS dan S1 didapat dari peta gempa
Fa dan Fv didapatkan dari koefisien situs
2.9.7 Kategori Desain Gempa, KDS (A-F)
Kategori desain gempa tergantung pada percepatan spektral desain
periode pendek (SDS) maupun pada periode 1 detik (SD1) yang disajikan
pada tabel berikut:
Tabel 2.6. Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter Respons
Percepatan Pada Periode Pendek
I atau II atau III IVSDS < 0,167 A A
0,167 ≤ SDS < 0,33 B D0,33 ≤ SDS < 0,50 C D
0,50 ≤ SDS D D
Nilai SDSKategori resiko
Tabel 2.7. Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter Respons
Percepatan Pada Periode 1 Detik
I atau II atau III IVSD1 < 0,067 A A
0,067 ≤ SD1 < 0,133 B C0,133 ≤ SD1 < 0,20 C D
0,20 ≤ SD1 D D
Nilai SD1Kategori resiko
Dengan menghubungkan SDS dan SD1 maka didapat kategori desain
gempa. Sehingga dari kategori desain gempa tersebut, tingkat risiko gempa
31
bisa diklasifikasikan risiko gempa tinggi atau rendah, sehingga dalam
merencanakan struktur menjadi pertimbangan dalam penahan gempa.
2.9.8 Sistem dan Parameter Struktur (R, Cd, Ωo)
Besarnya gaya gempa yang diterima masing-masing jenis struktur
berbeda-beda tergantung pada sistem pada bangunan tersebut. Berikut ini
merupakan tabel yang menjelaskan besaran R, Cd, Ωo untuk sistem penahan
gempa. (SNI 1726:2012 hal 35)
Tabel 2.8. Faktor R, Cd dan Ωo untuk sistem penahan gaya gempa
Dengan membandingkan tingkat risiko kegempaan (kategori desain
gempa), lalu meninjau struktur dengan penahan gempa yang akan
digunakan. Sehingga bisa di dapat faktor R, Cd, dan Ωo.
2.9.9 Periode Fundamental
Dalam penentuan periode, diizinkan untuk menentukan periode
fundamental pendekatan (Ta) dalam detik, dari persamaan berikut untuk
struktur dengan ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem
32
penahan gempa terdiri dari rangka penahan momen beton atau baja secara
keseluruhan dan tinggi paling sedikit 3 m:
Ta = 0,1.N ........................................... Persamaan 2.14.
Dengan:
Ta = periode fundamental pendekatan (detik)
N = jumlah tingkat
2.9.10 Geser Dasar Gempa
Gaya dasar gempa, V, dalam arah yang ditetapkan harus dihitung
sesuai dengan persamaan berikut:
V = Cs . W .......................................... Persamaan 2.15.
Dengan:
Cs = Koefisien respons gempa
W = berat bangunan
2.9.11 Koefisien Respons Gempa
Koefisien respons gempa ditentukan dengan persamaan:
Cs =
e
DS
IR
S ...................................... Persamaan 2.16.
Bila tinggi gedung melebihi 10 tingkat atau lebih dari 40 m, maka
nilai Cs di hitung menggunakan rumus Cs maksimum:
𝐶𝑠 𝑚𝑎𝑥 =SD1
T(R
I) ...................................... Persamaan 2.17.
Dengan:
SDS = parameter percepatan spektrum respons desain pendek
SD1 = parameter percepatan spektrum respons desain 1 detik
R = faktor modifikasi respons
Ie = faktor keutamaan gempa
T = perioda fundamental
33
2.9.12 Distribusi Vertikal Gaya Gempa
Gaya lateral gempa (Fx) (kN) yang timbul di semua tingkat harus
di tentukan dari persamaan berikut:
𝐹𝑥 = 𝐶𝑣𝑥. 𝑉 ......................................... Persamaan 2.18.
Dimana:
Cvx = 𝑊𝑥.ℎ𝑥𝑘
∑ 𝑤𝑖.ℎ𝑖𝑘𝑛
𝑖=1
.................................... Persamaan 2.19.
Dengan:
Cvx = faktor distribusi vertikal
V = gaya lateral desain total atau geser di dasar struktur, kN
Wi dan Wx = bagian berat efektif total struktur pada tingkat yang
ditinjau
hi dan hx = tinggi dari dasar struktur sampai pada tingkat yang
ditinjau.
k = eksponen yang terkait periode struktur, syarat:
T ≤ 0,5 detik, maka k = 1
T ≥ 2,5 detik, maka k = 2
Jika T berada antara 0,5 – 2,5 detik, harus ditentukan dengan
interpolasi linier
2.10. Penghubung Geser
Gaya geser yang terjadi antara pelat beton dan profil baja harus
dipikul oleh sejumlah penghubung geser, sehingga tidak terjadinya slip pada
saat masa layan. Penghubung geser yang umumnya dipakai adalah jenis stud
dan kanal. Besarnya gaya geser horizontal yang harus dipikul oleh
penghubung geser diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 12.6.2
Adapun jenis-jenis alat penghubung geser yang biasa digunakan
adalah sebagai berikut :
34
a) Alat penyambung stud (stud connector) berkepala dan berbentuk
pancing.
b) Alat penyambung kanal (canal connector)
c) Alat penyambung spiral (spiral connector)
d) Alat penyambung siku (angle conector)
Macam-macam penghubung geser
Manfaat penghubung geser pada balok komposit adalah:
a. Untuk mendapatkan interaksi komposit pelat beton dengan
balok baja.
b. Untuk memindahkan gaya geser horizontal yang timbul
selama pembebanan berlangsung.
c. Untuk mendapatkan struktur komposit yang monolit.
2.10.1 Kuat Rencana Penghubung Geser
Dalam SNI-03-1729-2002 pasal 12.6.2 dijelaskan bahwa seluruh
gaya geser horizontal pada bidang kontak antara balok baja dan pelat beton
harus disalurkan oleh penghubung-penghubung geser. Untuk aksi komposit
di mana beton mengalami gaya tekan akibat lentur, gaya geser horizontal
total yang bekerja pada daerah yang dibatasi oleh titik-titik momen positif
maksimum dan momen nol yang berdekatan harus diambil sebagai nilai
terkecil dari:
35
1. cc Af '85,0
2. ys fA
3. nQ
Jika besarnya gaya geser didasarkan pada kekuatan cc Af '85,0
dan ys fA maka yang terjadi adalah struktur yang komposit penuh. Jika
demikian jumlah penghubung geser yang dibutuhkan adalah :
n
h
QVN =1
Dimana :
N1 = jumlah penghubung geser untuk setengah bentang.
Vh = gaya geser yang terjadi
Qn = kuat nominal 1 buah penghubung geser.
Dalam SNI-03-1729-2002 pasal 12.6.3 dijelaskan bahwa kuat
nominal 1 penghubung geser jenis paku yang ditanam dalam plat beton yang
masif adalah sebagai berikut :
uscccscn fAEfAQ ..'.5,0 =
Dengan :
Qn = kuat nominal 1 buah penghubung geser jenis paku, N
Asc = luas penampang penghubung geser jenis paku, mm2
ƒu = tegangan putus penghubung geser jenis paku, MPa
ƒ’c = kuat rencana mutu beton usia 28 hari, MPa
Ec = modulus elastisitas beton = cf '4700 , MPa
Untuk penghubung geser jenis kanal yang ditanam dalam beton
masif, yang diatur dalam SNI-03-1729-2002 pasal 12.6.4 adalah sebagai
berikut :
Qn = cc EfLtt .'.)..5,0.(3,0 cwf +
Dengan :
Qn = kuat nominal 1 buah penghubung geser jenis kanal, N
36
tf = tebal pelat sayap, mm
tw = tebal pelat badan, mm
Lc = pancang penghubung geser jenis kanal, mm
ƒ’c = kuat rencana mutu beton usia 28 hari, MPa
Ec = modulus elastisitas beton = cf '4700 , MPa
Jika nantinya jumlah penghubung geser tidak terlalu banyak, sehingga
terjadi slip antara pelat beton dan balok baja. Maka dalam perhitungan
nantinya harus menggunakan analisis komposit parsial, untuk balok komposit
parsial momen inersia harus dihitung dengan rumus sebagai berikut :
++= fnstrseff CQIIII /)(
Dengan:
Cf = gaya tekan pada pelat beton saat komposit penuh, N
Is = momen inersia penampang baja, mm4
Itr = momen inersia balok komposit penuh, mm4
∑Qn = jumlah kekuatan penghubung geser yang dibatasi momen
maksimal positif dan nol, N
Rasio ∑Qn/Cf adalah 0,25 agar tidak terjadi slip berlebihan
2.10.2 Pemasangan Penghubung Geser
Persyaratan yang diberikan SNI-03-1729-2002 tertuang pada pasal
12.6.6 adalah sebagai berikut :
• Harus mempunyai selimut beton arah lateral minimal 25 mm,
kecuali ada dek baja gelombang.
• Diameter maksimum = 2,5 tebal sayap tempat dilasnya
penghubung geser, kecuali yang terletak di atas pelat badan
penampang
• Jarak minimum penghubung geser arah memanjang = 6 × Ø
• Jarak minimum tegak lurus sumbu memanjang balok penumpu
= 4 × Ø
37
• Jarak penghubung geser maksimum arah memanjang = 8 × Ø
• Jika terdapat baja dek gelombang maka jarak minimum bisa
diperkecil menjadi 4 × Ø.
2.11. Lendutan
Dalam perencanaan balok komposit nantinya harus ditinjau dari segi
lendutan besarnya lendutan dalam perencanaan ini harus lebih kecil dari
lendutan izin yang diatur dalam SNI-03-1729-2002 pasal 6.4.3 di jelaskan
sebagai berikut :
Δizin = 360L
Dengan :
∆izin = lendutan izin yang diberikan SNI, mm
L = panjang bentang, mm
Dan lendutan yang diberikan oleh beban yang bekerja adalah sebagai berikut:
Δ = IE
Lq.
..3845 4
Dengan :
∆ = lendutan yang diakibatkan oleh beban yang bekerja, mm
q = beban garis yang bekerja, N/mm
L = panjang bentang, mm
E = modulus elastisitas balok baja, 200000 MPa
I = momen inersia yang terjadi, mm4
Dalam menghitung lendutan dalam balok komposit (khususnya dalam
konstruksi tanpa perancah) diperlukan beberapa momen inersia antara lain :
• Is (momen inersia baja) digunakan untuk menghitung lendutan yang terjadi
saat beton belum mengeras atau dalam masa konstruksi. Beban yang bekerja
ialah beban mati.
38
• Itr (momen inersia dari penampang komposit yang dihitung dengan lebar
efektif bE/n ) digunakan untuk menghitung lendutan yang ditimbulkan oleh
beban mati dan beban hidup yang bekerja.
• Itr (momen inersia dari penampang komposit yang dihitung dengan lebar
efektif bE/2n ) digunakan untuk menghitung lendutan jangka panjang akibat
beban mati.
2.12. Sambungan
2.12.1 Baut
2.12.2 Baut Mutu Tinggi
Baut berkekuatan tinggi yang banyak digunakan adalah baut tipe
A325 dan baut A490. Baut-baut ini berkepala heksagon (segi enam) tebal
yang digunakan bersama mur segi enam semi finis yang tebal. Diameter
baut berkekuatan tinggi berkisar dari ½ sampai dengan 1½ inch (3 inch
untuk baut A449). Diameter yang paling banyak digunakan pada konstruksi
bangunan adalah ¾ inch dan 7/8 inch, sedangkan ukuran yang paling umum
pada desain jembatan adalah 7/8 inch dan 1 inch.
Tabel 2.9. Spesifikasi Macam-Macam Ukuran Baut
39
2.12.3 Kekuatan baut
1. Kuat Geser Desain Baut
nR. = bb
u Afrm .... 1
2. Kuat Tumpu Desain Baut
nR. = upb ftd ...4,2.
3. Kuat Tarik Desain Baut
nR. = bb
u Af ..75,0.
Dimana :
Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir, mm2
db = diameter baut nominal pada daerah tak berulir, mm
fub= tegangan tarik putus baut, Mpa
ƒu = tegangan tarik putus minimum dari baut atau pelat, Mpa
m = jumlah bidang geser
r1 = 0,5 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser
r1 = 0,4 untuk baut dengan ulir pada bidang geser
tp = tebal pelat, mm
= 0,75 faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
2.12.4 Jarak Baut
1. Jarak Antar Baut
3.db < S < 15.tp atau 200 mm
2. Jarak dari Tepi
1,5.db < S < (4.tp + 100 mm) atau 200 mm
Dimana: tp adalah tebal pelat tertipis
40
2.12.5 Las
2.12.6 Kuat Rencana Sambungan Las
nR. = ( )uwwe fLt .6,075,0
Dimana:
te = tebal efektif pengelasan = 0,707 a (mm)
Lw = panjang pengelasan, mm
ƒuw = tegangan tarik putus logam las, Mpa
2.12.7 Tebal Pengelasan
Dalam pengelasan, tebal minimum untuk las sudut berbeda-beda
tergantung pada tebal pelat yang akan dilas.
Tabel 2.10. Ukuran Minimum Las Sudut
t ≤ 7 37 < t ≤ 10 4
10 < t < 15 515 < t 6
Tebal pelat (t, mm) paling tebal Ukuran minimum las sudut (a, mm)
Tebal maksimum pengelasan
Jika tebal pelat, t < 6,4 mm, maka αmak = 6,4 mm
Jika tebal pelat, t ≥ 6,4 mm, maka αmak = t – 1,6 mm
2.12.8 Kontrol Pengaku
Berdasarkan SNI Struktur Baja (2002:48), gaya tumpu pada pelat
badan harus memenuhi:
Ru ≤ nR.
41
Dimana :
Ru = kuat tumpu nominal pelat web akibat beban terpusat, yang
harus diambil nilai terkecil dari kuat tumpu berikut, N.
1. Leleh Lokal pada Web
Kuat tumpu terhadap leleh suatu pelat badan adalah:
a. Bila jarak beban terpusat terhadap ujung balok lebih besar dari tinggi
balok:
Rn = (5.k + N). Fyw .tw
b. Bila jarak beban terpusat terhadap ujung balok lebih kecil atau sama
dengan tinggi balok:
Rn = (2,5 . k + N). Fyw .tw
Dimana :
= 1,0
k = tebal pelat sayap ditambah jari-jari peralihan, mm
N = dimensi longitudinal pelat perletakan atau tumpuan, minimal
sebesar k, mm
2. Lipat pada web
Kuat pelat badan terhadap tekuk di sekitar pelat sayap yang dibebani
adalah:
a. Bila beban terpusat dikenakan pada jarak lebih dari d/2 dari ujung
balok:
b. Bila beban terpusat dikenakan pada jarak kurang dari d/2 dari ujung
balok dan untuk N/d ≤ 0,2 :
42
Untuk N/d > 0,2 :
= 1,0
3. Lentur pelat web
Kuat pelat badan terhadap lentur akibat gaya tekan adalah :
Rn = yww fE
ht
..08,24 3
= 1,0
Dimana :
d = kedalaman penampang kolom, mm
E = modulus elastisitas baja, Mpa
fyc = tegangan leleh badan kolom, Mpa
tfb = tebal flens balok, mm
tfc = tebal flens kolom, mm
twc = tebal pelat badan kolom, mm
Jika persamaan tersebut di atas tidak memenuhi syarat, maka harus
dipasang pengaku sedemikian sehingga 𝑅𝑢 − 𝜙𝑅𝑏 ≤ 𝐴𝑠𝑓𝑦
a. Lebar pengaku
Lebar pengaku pada setiap sisi pelat badan harus lebih besar
dari sepertiga lebar pelat sayap dikurangi setengah tebal pelat badan.
43
b. Tebal pengaku
Tebal pengaku harus lebih tebal dari setengah tebal pelat
sayap dan memenuhi:
𝑏𝑠
𝑡𝑠≤ 0.56√
𝐸
𝑓𝑦
Dimana :
𝐴𝑠 = luas pengaku, 𝑚𝑚2
𝑏𝑠 = lebar pengaku, mm
𝑡𝑠 = tebal pengaku, m
2.13. Pelat Dasar Kolom (Column Base Plate)
Suatu pelat dasar kolom dalam konsep LRFD didesain agar kaut
rencana lebih besar atau sama dengan kuar perlu dalam menahan beban
Momen lentur (Mu), gaya geser (Vu) serta gaya aksial (Nu) untuk segala
macam jenis kombinasi pembebanan yang disyaratkan. Secara geometris
pelat dasar kolom ditunjukkan pada gambar berikut.
44
dx
N
0,95 dm m
f
f
x
f
0,8
bf Bn
n
Penampang Pelat Dasar Kolom
Keterangan gambar:
m = ( )
2.95,0 dN −
n = 2
.8,0 fbB −
x = 22ftdf +−
B = lebar pelat dasar, mm
N = tinggi pelat dasar, mm
bf = lebar flens profil kolom, mm
d = tinggi profil kolom, mm
f = jarak angkur ke sumbu base plate dan sumbu kolom, mm
45
2.13.1 Macam Kategori Pelat Dasar Kolom
2.13.2 Kategori A
Kategori A merupakan pelat dasar kolom yang tidak menahan
momen atau momen yang terjadi sama dengan nol. Karena tidak ada momen
yang bekerja, maka distribusi tegangan merata sepanjang bidang kontak
antara pelat dasar dan beton penumpu. Base plate dengan kategori A
ditunjukkan pada gambar berikut.
N
Øc.Pp
Pu
Vu
Mu = 0
Pu > 0
Ø.Vu
Penampang Pelat Dasar Kategori A
Reaksi tumpuan base plate pada beton penumpu (Pp) harus sesuai
dengan persamaan berikut:
Pu ≤ pc P.
≤ ( )1
2'85,0.AANBf cc
Dengan:
c = 0,6
A1 = luas penampang baja yang secara konsentris menumpu pada
permukaan beton, mm2
46
A2 = luas maksimum bagian permukaan beton yang secara
geometris sama dengan dan konsentris dengan daerah yang
dibebani, mm2
Tebal pelat landas kategori A
tp perlu ≥ y
u
fNBPc
....49,1
dengan:
l diambil dari nilai terbesar antara m, n, n'
n' = panjang kantilever base plate dari muka kolom flens atau web
berdasarkan teori garis leleh = 4. fbd
2.13.3 Kategori B
Kategori ini merupakan pelat dasar yang memikul gaya aksial,
geser dan momen yang kecil.
N
Øc.Pp
Pu
Vu
Ø.Vu
Y
e
Penampang Pelat Dasar Kategori B
Untuk pelat dasar kategori B berlaku persamaan sebagai berikut:
a Pu ≤ pc P.
47
≤ ( )YB
AYBfcc
2'85,0.
Dengan: Y = N – 2.e
Tebal pelat landas kategori B
tp perlu ≥ ( ) y
u
feNBPc
..2...49,1
−
2.13.4 Kategori C
Dalam pelat landas kategori C, pelat landas ini hampir mirip dengan
kategori B hanya saja momen yang bekerja lebih besar sehingga
eksentrisitas yang dihasilkan mendekati jara
k eksentrisitas maksimum yang belum mengakibatkan gaya angkat
pada pelat dasar, N/6.
N
Øc.Pp
Pu
Vu
Ø.Vu
Y
e= N/6
Penampang Pelat Dasar Kategori C
Untuk pelat dasar kategori C berlaku persamaan sebagai berikut:
48
Pu ≤ pc P.
≤ ( )YB
AYBfcc
2'85,0.
Dengan: Y = 2.N/3
Tebal pelat landas kategori C
tp perlu ≥ y
u
fNBPc..
.5,1..49,1
2.13.5 Kategori D
Dalam kategori D eksentrisitas sudah melebihi N/6, sehingga angkur
harus didesain untuk menahan geser dan gaya angkat yang terjadi.
N
Øc.Pp
Pu
Vu
Ø.Vu
Y
e > N/6
Tu
Penampang Pelat Dasar Kategori D
Untuk pelat dasar kategori C berlaku persamaan sebagai berikut:
Pu ≤ pc P.
≤ ( )1
2'85,0.AAYBf cc = q.Y
Dengan:
49
q = 1
2'85,0.AABf cc
Y = ( )q
efpNfNf u +−
+−
+..2
22
2
Sedangkan gaya yang ditahan oleh angkur adalah:
Tu = q.Y – Pu
Tebal pelat landas kategori D
tp perlu ≥ y
u
fBxT
..11,2
tetapi nilai di atas harus dibandingkan dengan tebal pelat dasar berikut ini:
jika Y > m, tp perlu ≥ y
u
fYBPc
....49,1
jika Y < m, tp perlu ≥ y
u
fB
YmP
.2
..11,2
−
2.14. Metode Pelaksanaan Konstruksi Tanpa Perancah (Unshored)
Metode pelaksanaan suatu komponen struktur komposit (khususnya
untuk komponen struktur lentur), secara umum dapat dibedakan
berdasarkan ada atau tidaknya tumpuan sementara (perancah). Jika
perancah sementara tidak digunakan maka profil baja akan berperilaku
sebagai penumpu dari bekisting pelat beton, selama beton belum mengeras.
Dalam tahap ini baja harus mampu memikul beban- beban yang meliputi
berat sendiri, berat bekisting pelat serta berat beton yang masih belum
mengeras. Setelah pelat beton mengeras maka aksi komposit akan mulai
50
bekerja, sehingga semua beban layan yang ada (baik beban mati maupun
beban hidup) akan dipikul oleh komponen struktur komposit.
Dalam SNI 03-1729-2002 pasal 12.4.4juga di sebutkan bahwa “ jika
tumpuan sementara (perancah) tidak di gunakan dalam pelaksanaan, maka
penampang baja harus memiliki kekuatan yang cukup untuk memikul
semua pembebanan yang ada selama pelaksanaan sebelum beton mencapai
75% dari kekuatannya (fc’). kuat lentur rencana penampang baja tersebut
dapat di hitung berdasarkan ketentuan-ketentuan pada butir 8.
2.15. Metode Perhitungan Statika
Untuk menyelesaikan perhitungan statika dalam tugas akhir ini
penulis akan menggunakan program bantu STAAD-Pro v8i dengan
permodelan 3 dimensi.